Вчені розробили комп'ютерну модель, що дозволяє перепрограмувати живі клітини
Група вчених їх Центру біомедичних систем (Centre for Systems Biomedicine, LCSB) Люксембурзького університету розробили математичну модель, за допомогою яких можна розрахувати послідовність впливів і хімічний склад використовуваних препаратів, за допомогою яких можна ініціювати ефективне перетворення живих клітин певного типу, наприклад, клітин шкірного покриву, в клітини іншого типу, навіть у клітини нервових тканин.
Розрахунки, зроблені за допомогою нової математичної моделі, дозволять виростити будь-яку тканину без необхідності використання вкрай дорогих технологій, що втягують використання стовбурових клітин. Така можливість відіграє надзвичайно величезне значення для бурхливо розвивається в останній час в області регенеративної медицини.
Всі клітини живих організмів відбуваються з ембріональних стовбурових клітин, які є основним будівельним матеріалом. Ділячись, ці стовбурові клітини, що диференціюються все більше і більше, перетворюючись, в кінці кінців, в клітини певного виду тканин. І ці кінцеві клітини отримують стабільне і стійке стан, наприклад, клітка шкіри ніколи спонтанно не перетвориться в клітку серцевого м'яза, в клітину крові або в нервову клітину, якщо її спеціально не підштовхнути до цього.
Методи перепрограмування живих клітин знаходяться ще в "дитячому" віці. Тільки в минулому році Сінья Яманака (Shinya Yamanaka) і Джон Бердон (John Burdon), дослідники в області стволових клітин, одержали Нобелівську премію за розробку технології диференційованого перетворення соматичних клітин тому в стовбурові клітини. А перше успішне перетворення клітин шкіри в нервові клітини було вироблено в одній з лабораторій у 2010 році.
Для того, щоб ініціювати перетворення типу живої клітини учені-біологи використовують "коктейлі" зі складним хімічних молекулярним складом, деякі речовини в якому відповідають за фактори росту, інші - за генетичні перетворення в існуючих клітинах. Це дозволяє вченим досить точно управляти генетичної діяльністю конверсійного клітинного процесу. Однак, цей метод є самим важким і тривалим науковим методом, методом проб і помилок.
Створивши свою математичну модель, дослідники з LCSB замінили метод проб і помилок комп'ютерними обчисленнями. "Наша математична модель заснована на великій базі даних, у якій зібрана вся доступна інформація про дії окремих генів і ефекти цих дій. Вибираючи методи активації певних генів, ми добиваємося активації перетворення клітин певного типу в клітини іншого типу. При цьому, кінцеві клітини володіють високою життєздатністю і стабільністю" - розповідає Айзек Креспо (Isaac Crespo), програміст, який брав участь у створенні математичної моделі.
Тепер, як мовиться, справа залишилася за малим. Ученим належить експериментально перевірити правильність роботи математичної моделі, запустивши в лабораторії процеси перетворення одних типів живих клітин в інші. Після цього, та внесення корекцій в модель, вчені-біологи і медики отримають в своє розпорядження потужний інструмент, здатний вивести область регенеративної медицини на якісно новий рівень реалізації.